儀器型號名稱(chēng)：QS37A高壓電橋法橡塑材料介電常數測試儀
一、介電常數測試儀 介質(zhì)損耗檢測儀概述
1-1電橋簡(jiǎn)介:
QS37A型高壓電橋橡塑材料介電常數測試儀是本公司推出的新一代高壓電橋，主要用于測量工業(yè)絕緣材料的介質(zhì)損耗(tgδ)及介電常數（ε）。符合GB1409及GB5654,其采用了西林電橋的經(jīng)典線(xiàn)路，內附0-5000的數顯高壓電源及100PF標準電容器，并可按用戶(hù)要求擴裝外接標準電容線(xiàn)路。
1-2電橋的特點(diǎn)；
橋體內附電位跟蹤器及指零儀，外圍接線(xiàn)及少。
電橋采用接觸電阻小，機械壽命長(cháng)的十進(jìn)開(kāi)關(guān)，保證測量的穩定性
儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場(chǎng)的干擾。
儀器內部電阻及電容元件經(jīng)特殊老化處理，使儀器技術(shù)性能穩定可靠。
內附高壓電源精度3%
內附標準電容損耗﹤0.00005，名義值100pF
二、介電常數測試儀 介質(zhì)損耗檢測儀技術(shù)指標
2-1測量范圍及誤差
本電橋的環(huán)境溫度為20±5℃，相對濕度為30%-80%條件下，應滿(mǎn)足下列表中的技術(shù)指示要求。
在Cn=100 pF R4=3183.2（Ω）時(shí)
| 測量項目 | 測量范圍 | 測量誤差 |
| 電容量Cx | 40pF—20000pF | ±0.5% Cx±2pF |
| 介損損耗tgδ | 0-1 | ±1.5% tgδx±0.0001 |
在Cn=100 pF R4=318.3（Ω）時(shí)
| 測量項目 | 測量范圍 | 測量誤差 |
| 電容量Cx | 4pF—2000pF | ±0.5% Cx±3pF |
| 介損損耗tgδ | 0-0.1 | ±1.5% tgδx±0.0001 |
2-2電橋測量靈敏度
電橋在使用過(guò)程中，靈敏度直接影響電橋平穩衡的分辨程度，為保證測量準確度，希望電橋靈敏度達到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標準電容量成正比。
在下面的計算公式中，用戶(hù)可根據實(shí)際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個(gè)水平上的電容與介質(zhì)損耗因數的微小變化都能夠反應出來(lái)。
ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)
公式中：
| U 為測量電壓 | 伏特 (V) |
| ω為角頻率 | 2πf=314(50Hz) |
| Cn標準電容器容量 | 法拉(F) |
| Ig通用指零儀的電流5×10-10 | 安培(A) |
| Rg平衡指零儀內阻約1500 | 歐姆(Ω) |
| R4橋臂R4阻值3183 | 歐姆(Ω) |
| Cx被測試品電容值 | 法拉(pF) |
2-3工作電壓說(shuō)明
在使用中，本電橋頂A，B對V點(diǎn)的電壓不超過(guò)11V，R3橋臂各盤(pán)的電流不超過(guò)下列規定：
| 10×1kΩ | 1max≤15mA |
| 10×100Ω | 1max≤120mA |
| 10×10Ω | l max≤150mA |
用戶(hù)在使用前應注意以上的問(wèn)題。如不清楚，可根據實(shí)驗電壓及標準電容量，按以下公式來(lái)計算出大概的工作電流。
I=ω V C
2-4輔橋的技術(shù)特性：
不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）
2-5指零裝置的技術(shù)特性：
在50Hz時(shí)電壓靈敏度不低于1×10-6V/格； 電流靈敏度不低于2×10-9 A/格
二次諧波 減不小于25dB
三次諧波 減不小于50dB
三、電橋工作原理
QS37A型高壓電橋采用典型的西林電橋線(xiàn)路。C4橋臂在基本量程時(shí)，與R4橋臂并聯(lián)，測量數值為正損耗因數。結構采用了雙層屏蔽。并通過(guò)輔橋的輔助平衡，消除寄生參數對電橋平衡的影響。輔橋由電位自動(dòng)電位跟蹤器與內層屏蔽（S）組成。自動(dòng)跟蹤器由電子元器件組成。它在橋頂B處取一輸入電壓，通過(guò)放大后，在內屏蔽（S）產(chǎn)生一個(gè)與B電位相等的電壓。當電橋在平衡時(shí)，A,B,S三點(diǎn)電位必然相等，從而達到自動(dòng)跟蹤的目的。本電橋在平衡過(guò)程中，輔橋采用自動(dòng)電位跟蹤，在主橋平衡過(guò)程的同時(shí)，輔橋也自動(dòng)跟蹤始終處于平衡的狀態(tài)，用戶(hù)只要對主橋平衡進(jìn)行操作就能得到可靠的所需數據。同時(shí)也有效的抑制了電壓波動(dòng)對平衡所帶來(lái)的影響。在指零部分，采用了指針式電表指示，視覺(jué)直觀(guān)，分辨清楚，克服了以往振動(dòng)式檢流計的缺點(diǎn)。
3-1 橋體的組成
電橋各臂的組成
diyi臂：由被測對象Cx組成Z1。
第二臂：由高壓標準電容器Cn組成Z2。
第三臂：由十進(jìn)電阻器10×（1000＋100＋10＋1＋0.1）歐姆和滑線(xiàn)電阻（0-0.13）歐姆組成Z3。
第四臂：由十進(jìn)電容臂10×（0.1＋0.01＋0.001＋0.0001）uf和可變電容器100pF組成C4再與電組R4并聯(lián)組成Z4。
3-2計算公式
Cx=R4× Cn / R3 R4[Ω] R3[Ω] Cn[pF] Cx[pF]
tgδ=ω·R4·C4 R4[Ω] C4[F]
當R4=10K/π
tgδ=C4
當R4=1K/π
tgδ=0.1C4
我們采取相對固定R4電阻，分別調節R3和C4使橋跟平衡，從而測得試品的電容值Cx和介質(zhì)損耗tg。本電橋為了直讀出損耗值，取電阻R4的阻值為角頻率（f=50Hz）若干倍。
3-3 公式說(shuō)明
頻率對介質(zhì)損耗正公式：
本電橋額定的工作頻率f=50Hz，在實(shí)際工作頻率偏離額定頻率時(shí)可用修正式進(jìn)行修正：
tg=f’·tgδ / f
式中：
| f | 為額定工作頻率（f=50Hz） |
| f’ | 為實(shí)際工作頻率 |
| tgδ | 電橋測得損耗值 |
| tgδ | 被測試品介質(zhì)損耗角正切的實(shí)際值 |
四、安全操作規程
1.本儀器必須有專(zhuān)人負責保管，使用，非專(zhuān)職操作者應在使用前了解和熟悉本說(shuō)明書(shū)，以免造成不必要的損失和事故。
2.每次使用前應仔細檢查接地線(xiàn)是否完好，確保以后方可通電使用。
3.接通電源前應將靈敏度開(kāi)關(guān)調到位置。
4.測量試品前應先對試品進(jìn)行高壓試驗，證明在電橋工作電壓下無(wú)噪聲，電離等現象出現，然后才能進(jìn)行測試（若試品己做過(guò)高壓試驗，該項可不必每次測量都做）。
5.對試品施加高壓時(shí)緩慢升高，不可以加突變電壓。
6.測試時(shí)操作人員必須集中思想，工作前做好一切準備工作，測試地點(diǎn)周?chē)鷳忻黠@的標記或金屬屏蔽圍成高壓危險區，以防止非操作人員闖入。
7.在測量過(guò)程中，如有放電管發(fā)光時(shí)，則必須及時(shí)切斷電源，仔細檢查接線(xiàn)及試品都無(wú)擊穿，待檢查排除故障后，再進(jìn)行高壓測量工作。
五．操作方法
5.1 測試前的準備工作
①按圖（3）所示，連接標準電容Ｃｎ（選用外接標準電容時(shí)），與被測電容Ｃｘ，并且將標準電容與被測電容盡可能遠離，以防止互相之間干擾。如選用內部標準電容器，只需連接被測試品即可。
②檢查周?chē)欠裼袕婋姶艌?chǎng)干擾，應盡量避免。
③檢查大地線(xiàn)是否牢靠，以保證操作人員的安全，應檢查電橋上的（⊥）與大地是否接觸良好。
④檢查電橋的靈敏度開(kāi)關(guān)是否已回另位。
⑤檢查試品的絕緣強度，應符合大于2U+1的標準。
⑥對試品施加試驗電壓（按部標或所規定的專(zhuān)業(yè)標準進(jìn)行）。
5.2 試品的測試
①在不知道被測試品的大概容量及損耗時(shí)，可先施加少許的電壓，找到粗平衡點(diǎn)后，再把工作電壓升到所需的值，然后再尋找細平衡點(diǎn)。
②在測量時(shí)，靈敏度開(kāi)關(guān)是按從小到大的規律來(lái)調節的。
③在測量時(shí)，R3開(kāi)關(guān)時(shí)按從左至右的規律來(lái)調節的。
④在測量時(shí)，C4開(kāi)關(guān)時(shí)按從右至左的規律來(lái)調節的。
⑤整個(gè)測量步絮：首先檢查接線(xiàn)無(wú)誤后，方可通電試驗。第二升起試驗電壓，并調節靈敏度開(kāi)關(guān)，使UA表頭有明顯的指示。此時(shí)表明電橋沒(méi)有平衡。第三調節R3開(kāi)關(guān)，順序從左至右。這時(shí)通過(guò)觀(guān)察表頭來(lái)觀(guān)察電橋的平衡狀況。如表頭已回另，可再加大靈敏度。應總保持能明顯地觀(guān)察到調節R3時(shí)，電橋的平衡狀況。第四在某一點(diǎn)上用戶(hù)會(huì )發(fā)現，調節R3已無(wú)法使表頭再回到另位。這時(shí)可調節C4開(kāi)關(guān)，順序時(shí)從右至左，把表頭指針調節到小位。第五用戶(hù)在調節C4到某一點(diǎn)時(shí)又會(huì )發(fā)現無(wú)法將指針調回另位。這時(shí)又要去調節R3開(kāi)關(guān)，調節的位數是上一次調節R3的后位，然后又會(huì )出現第四點(diǎn)時(shí)的問(wèn)題，又必須要調節C4開(kāi)關(guān)．．．就這樣來(lái)回往復地調節R3和C4兩組開(kāi)關(guān)，直至靈敏度開(kāi)關(guān)大時(shí)，并指針回另（或指另儀指示到?。?。表明電橋已達到平衡。
⑥測量完畢后或在暫停測量時(shí)，應將另儀的靈敏度開(kāi)關(guān)降至“0”，再將測量電壓降至另并切斷電源開(kāi)關(guān)，根據計算公式，算出被測試品的容量及介損值。
五、裝置成套性
| 序號 | 配置 | 數量/單位 |
| 1 | QS37A型高壓電橋 | 一臺 |
| 2 | 雙屏蔽測量電纜 | 一根 |
| 3 | 使用說(shuō)明書(shū) | 一份 |
| 4 | 電源線(xiàn) | 一根 |
